韩国黑松人工林除草策略优化:时机与频率对生长参数的影响研究

【字体: 时间:2025年07月25日 来源:Trees, Forests and People 2.7

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  本研究针对韩国黑松(Pinus thunbergii)人工林早期建植阶段的杂草竞争问题,通过5年田间试验系统评估11种除草方案(单次/双次除草,时间跨6-9月)对幼苗存活率(SR)、株高(H)、根颈直径(RCD)及冠层模块的影响。研究发现双次除草显著提升RCD年增55%(p<0.001),2019年干旱条件下除草处理SR提高20.4%,揭示除草效应在种植后3-4年关键生长期最显著,为海岸防护林可持续管理提供科学依据。

  

在韩国沿海防护林建设中,黑松(Pinus thunbergii)因其耐盐性和速生特性被广泛种植,但幼苗建植阶段常面临杂草竞争的严峻挑战。快速生长的杂草通过争夺光照、土壤养分和水分显著抑制幼苗存活与发育,而当前韩国政府的除草规范仅基于经验性株高阈值,缺乏科学优化方案。更棘手的是,传统镰刀机械除草后杂草易快速再生,单一处理往往收效甚微。如何平衡除草成本与生态效益,制定基于物种生长特性的精准除草策略,成为人工林可持续管理的关键难题。

针对这一科学问题,韩国国立山林科学院的研究人员开展了为期5年的系统研究。他们在忠清北道永同郡海拔350米的西向坡地建立试验基地,对2017年定植的2年生黑松幼苗实施11种除草处理(包括单次6-9月除草及双次组合),通过测量SR、H、RCD及6项冠层形态指标,结合气象与土壤数据,揭示了除草策略对黑松生长的影响规律。相关成果发表在农林科学领域期刊《Trees, Forests and People》上,为海岸防护林管理提供了重要决策依据。

研究采用随机区组设计,设置10m×10m处理样方与1m×1m杂草监测样方。关键技术包括:1)机械除草(留茬5cm)时间梯度控制;2)年际生长参数追踪(2017-2021);3)冠层模块量化(年高增量L、分枝数n等);4)气象数据关联分析(2019年干旱事件);5)重复测量ANOVA统计验证。

研究结果呈现三大发现:

年度存活率、株高和根颈直径变化
2019年极端干旱条件下,除草处理组SR(单次84.7%/双次83.8%)显著高于对照组(63.9%),但其他年份无差异。同年除草组株高(单次82.7cm/双次82.3cm)反低于对照组(94.6cm),而2020年后双次除草显著促进RCD增长,最优处理W7/9达48.7mm(对照组28.9mm)。这表明除草效应具有时间特异性,RCD响应存在1-2年延迟。

冠层生长模块的年际变异
时间因素对6项冠层指标均有极显著影响(p<0.001):年高增量L在2021年达峰值36.2cm,而分枝长度l在2019年最大(42.7cm)。除草处理虽未改变总体趋势,但W6/8和W7/8处理的分枝角度r(71.7°)显著大于对照组(59.2°),暗示光竞争减弱可能改变冠层构型。

讨论与意义
研究首次证实黑松对除草响应存在"3-4年关键窗口期",双次除草通过缓解资源竞争促使生物量向茎干增粗(RCD)分配,这种"舍高保粗"策略可能增强抗风倒能力。值得注意的是,2019年SR的异常波动与603mm的夏季低降水直接相关,印证了除草-气候协同效应。分枝角度的增大反映光捕获优化,而分枝数减少提示资源可能转向叶生物量积累。

该研究突破传统以株高为导向的除草标准,提出基于黑松发育阶段的动态管理策略:在定植中期(第3年起)实施7月+9月双次除草可最大化RCD增益,而干旱年份需提前干预保障存活。成果为东亚海岸带生态修复提供了可操作的除草方案,其"时间累积效应"理论对其它先锋树种管理具有普适参考价值。未来需延长观测周期以解析冠层发育的长期轨迹,并评估不同土壤条件下的响应差异。

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